Vapor phase epieaxial growth of ZiSe epilayers on Si substrates characteristics study

• Main Authors: JI,ZU-WANG, 紀竹旺
• Other Authors: ZHOU,SHI-SHAN
• Format: Others
• Language: zh-TW
• Published: 1991
• Online Access: http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/03718836682650499483

碩士 === 國立成功大學 === 礦冶及材料科學研究所 === 78 === ZnSe在室溫下具有相當大的能隙(2.68ev), 故被視為藍色發光二極體(LED) 與短波長 雷射二極體之材料之一, 而藍色發光二極體之開發結合已高度開發之紅綠兩色發光二 極體, 使得這三原色光源將可提供完整的彩色顯示。因此，本實驗室(II_VI半導體實 驗) 對於ZnSe晶體成長有相當的興趣, 曾做一系列的實驗研究討論, 根據一些國外研 究論文, 高品質的ZnSe磊晶層已由各種不同方法成長於晶格契合之GaAs基板上, 然而 GaAs與Si相較之下, GaAs價錢較昂且機械強度與導熱性較差。Si具較佳之可用率之高 品質大面積晶圓片且矽基元件已被高度開發，目前Si是電子工業中最重要的半導體。 若高品質的ZnSe異質磊晶層要成長於矽基板上，那么ZnSe發光元件與矽積體電路之結 合或將成為可能。 藉由氫氣氣相傳輸之開放型管狀系統中，硒化鋅磊晶層被沉積於矽基板上。在此研究 裡，我們以二階段磊晶成長的方法成長硒化鋅磊晶，為了解各成長變數對磊晶層的影 響，實驗包含不同基板溫度，氫氧流率及成長時間等系列，并討論其影響磊晶成長的 程度。由實驗可知，基板溫度是控制成長率的決定因素，成長率愈慢則單晶磊晶性愈 佳。磊晶層由Auger 電子能譜測知確含鋅和硒元素，電子探針微Mapping 分析用於研 究磊晶層的硒與鋅元素分佈狀態，顯示硒與矽元素分佈均勻而由X 射線Laue反射圖之 明顯的繞射點可判斷所成長磊晶層部分是硒化鋅單晶，由x 射線繞射分析右確知為硒 化鋅(111) 面單晶, 由實驗知成長時間較短, 在(45℃)低溫成長及適當低的氫氣流量 , 我們可得到較佳的單晶磊晶。另外影響表面形態的主要因素是基板溫度。